复合材料结构连接形式与强度研究

复合材料结构连接形式与强度研究航天总公司二院四部承担的复合材料结构连接形式与强度研究课题,对复合材料结构胶接和螺接形式进行了较深入的研究,给出了国产原材料的复合材料结构连接的几何参数、载荷分配、破坏模式及强度预示的理论、方法和适用范围等,对Ｃ／Ｅ复合...     

基于力学响应分析方法的导电橡胶复合路面铺装技术

为了确定导电三元乙丙橡胶复合材料应用在路面结构中的可行性以及最佳埋设条件,通过压缩试验研究了复合材料的应力应变曲线,并通过有限元软件ANSYS建立了二维导电三元乙丙橡胶复合材料路面结构模型,分别分析了复合材料埋设位置、埋设厚度以及不同荷载作用下的复合材料路面结构力学响应,并与正常路面结构对比。压缩试验结果表明：复合材料在受力的情况下主要表现为弹性,弹性模量为30.6 MPa。力学响应结果表明：在合理假设的条件下,复合材料应用在路面结构中是可行的,最佳埋设位置为沥青下面层下,埋设厚度越小越好,在超载的情况下,需要重点考虑剪应力对复合材料路面结构的影响。本研究成果可以为复合材料实际工程应用提供参考。     

纤维增强复合材料加固砌体结构研究进展综述

纤维增强复合材料以其轻质、高强、耐腐蚀性等优点,广泛应用于航空航天、船舶制造、风力发电、机械制造等领域,上世纪80年代,土木工程研究者开始关注纤维增强复合材料与各种土木工程结构的共同工作性能,研究并利用纤维增强复合材料加固和修复土木工程结构。综述纤维增强复合材料在砌体结构加固与改造方面的研究进展,重点介绍纤维增强复合材料在砌体结构的抗剪、抗震、平面抗弯、界面粘结性能等方面的研究成果。     

复合材料结构性能参数识别与反分析方法研究

本文根据系统辨识理论和有限元反分析方法,建立了一个完整的复合材料结构性能参数识别的数值计算方法与实验方法.该方法能够解决正交各向异性复合材料剪切模量的识别等当前复合材料结构性能测试中存在的一些难点问题.文中给出了复合材料薄板、厚板性能参数识别的算例.     

变刚度多稳态复合材料结构设计与性能分析

通过研究复合材料层合板结构局部纤维角变化的理论模型与刚度变化的关系,设计2种变刚度多稳态复合材料层合板结构. 对变刚度多稳态复合材料结构进行建模,运用Matlab求出不同的平衡方程解,得到变刚度多稳态复合材料结构的稳态构型. 制备相应的实验试件,测量变刚度多稳态复合材料结构不同稳态转变时的力学性能,通过有限元软件Abaqus模拟变刚度多稳态复合材料结构的降温冷却过程,得到平衡稳定状态的数值解. 结合理论、数值与试验,分析变刚度多稳态复合材料结构的稳态构型、稳态转变最大载荷及载荷-位移曲线的变化规律.     

三维机织复合材料弹性性能研究与计算机仿真

由我校管理工程系杨连贺副教授承担的天津市科委基金项目“三维机织复合材料弹性性能研究与计算机仿真”近日通过专家验收 ,按时、保质地完成了任务书规定的要求 .　　该项目创造性地提出了一些新概念和新模型 ,修正了以往的理论 ,建立了预制件结构、工艺参数、组分材料性能与复合材料弹性性能之间的定量关系 ,并用实验进行了验证 .　　这一项目成功地解决了三维织物结构与复合材料弹性性能的关系问题 ,对工程实际选择复合材料的织物结构具有指导意义三维机织复合材料弹性性能研究与计算机仿真@李占生     

激光超声检测技术在复合材料检测中的应用

针对广泛用于航天器结构的复合材料层压板,建立了激光超声检测实验平台,实验研究了脉冲激光在复合材料中产生超声波的时频域特征,分析了激光超声与复合材料分层缺陷相互作用的声衰减行为,实现了复合材料层压板夹杂、分层缺陷的C型成像检测.研究成果对推动激光超声检测技术在航天飞行器结构快速检测中的应用与发展具有积极作用.     

飞机复合材料结构装配连接技术要点分析

随着复合材料在飞机结构上应用比例的大幅度提高，复合材料结构装配连接方面存在的问题逐渐突出。与国外飞机制造公司相比。我国复合材料结构制造装配基础差、技术水平低，复合材料结构装配连接技术已成为我国飞机研制过程中的关键技术之一。     

水热法制备聚苯胺/石墨烯复合材料的研究

以氧化石墨烯（GO）与苯胺作为前驱物,在高温高压下一步水热反应,合成了聚苯胺/石墨烯（PANI/Gr）复合材料。利用紫外可见光谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜研究了PANI/Gr复合材料的结构和微观形貌,进一步利用电化学工作站探究了PANI/Gr复合材料的电化学性能。研究了水热反应时苯胺与GO的投料质量比对所得复合材料的结构与电化学性能的影响。循环伏安法和恒电流充放电测试结果表明由于聚苯胺与石墨烯的相互作用,复合材料的电容性能比单组分的聚苯胺和石墨烯要高。这说明通过GO与苯胺的一步水热反应成功制备了具有优良电容性能的PANI/Gr复合材料。     

基于有限元的碳纤维木质复合板力学性能分析

通过实验分析,施加碳纤维后的木质复合材料的内结合强度、弹性模量和静曲强度与不施加碳纤维时单纯的纤维板的数据相比有较为显著的提高。利用高精度单胞模型将碳纤维复合材料的细观结构与宏观力学性能相结合,基于有限元法对碳纤维复合材料的细观结构进行分析,建立单胞模型,并对单元刚度矩阵进行推导。在ANSYS软件环境下对复合材料进行了...     

热处理PZT对PZT/PVDF复材电性能的影响

用高温处理PZT陶瓷粉末与PVDF制成压电复合材料,研究了高温处理PZT对复合材料的微观结构、极化特性、压电和介电性能的影响．结果表明：高温处理PZT制备的复合材料孔隙少,其剩余极化明显提高,提高了复合材料的压电系数和介电常数。     

碳纤维复合材料在通用航空器上的设计与应用

<正>近年来,随着我国低空空域的逐步开发,通用航空业迅速发展,以碳纤维复合材料为首的航空复合材料凭借密度小、比强度和比模量高、耐高温性能好、耐疲劳性和耐磨性好等优点,在通用航空器的设计、制造领域获得了广泛的关注和应用,碳纤维复合材料与铝合金、钛合金、合金钢被并称为现今飞行器机体制造的四大先进结构材料。本文介绍了碳纤维复合材料在大型飞艇骨架、旋翼无人机碳纤维复合材料结构平台,以及固定翼无人机薄壁复合材料结构件等通用航空器的设计与制造方面的应用情况。     

SF/PP木塑复合材料的结构与性能

采用熔融法制备了剑麻纤维（SF）/聚丙烯（PP）木塑复合材料,研究了复合材料的力学性能、热性能、晶态结构和微观结构。结果表明：SF对PP有良好的增韧效果,当添加20%SF时木塑复合材料的冲击强度可达21.99 kJ/m2,SF在PP结晶过程中起到结晶成核剂作用,提高了PP的结晶速率和结晶度。SF/PP木塑复合材料的热稳定性比纯PP好,复合材料中PP的晶态结构仍以典型的α晶型为主,SEM结果表明SF与PP间有较好的界面粘结性。     

含中心裂纹的复合材料单面胶接修补结构胶层应力解析模型

针对含中心贯穿裂纹的复合材料平板的单面胶接修补结构,结合复合材料的经典层合板理论,提出了一种预测该修补结构中胶层应力分布的方法,推导出胶接界面应力分布的解析模型的显式解。将解析解与有限元解进行对比,验证解析模型的有效性。该方法为复合材料单面胶接复合材料结构的修补设计提供了理论基础。     

LMPM／PP复合材料的形态结构与透气性

以气体穿过聚合物的曲折因子τ的计算模拟了LMPM／PP复合材料的透气性与分散相LMPM形态结构的关系。用常规方法测定TLMPM／PP复合材料对水气的相对渗透系数,探讨了LMPM／PP复合材料的透气性与LMPM用量以及加工工艺的关系、结果证明,当LMPM体积分数少于30％时,只进行混炼,LMPM／PP复合材料的透气性接近按球形分散相模拟的结果;当LMPM用量少于20％时．先混炼再挤出所制复合材料的透气性接近按纤维分散相模拟的结果。LMPM用量较多时,透气性显著下降。SEM照片显示,混炼时,LMPM超细分散成粒子状;混炼又挤出时,LMPM以纤维状分散于基体之中;这与透气性测定预示的结构相同。测定复合材料的透气性是了解复合材料形态结构的重要手段。     

基于代理模型的机身蒙皮复合材料夹层结构可靠性分析

复合材料结构具有力学性能、几何尺寸等的多源不确定性和失效模式多样化的特点,给其设计与应用带来了挑战。为了探索多源多失效模式下复合材料夹层结构的可靠性分析方法,以机身蒙皮夹层结构为研究对象,建立了参数化有限元分析模型和声学边界元模型进行确定性分析。考虑复合材料的力学性能参数和铺层厚度的随机性,为夹层结构的静强度失效、整体屈曲和振动噪音3种典型失效模式建立结构可靠性分析模型。为了减少计算量,构造3种失效模式的Kriging代理模型,并结合子集模拟方法预测机身蒙皮夹层结构的系统失效概率。为复合材料夹层结构精细化设计提供支撑和工具。     

大展弦比复合材料机翼研究进展

长航时无人机普遍采用轻质、高比强度复合材料结构大展弦比机翼,该类机翼在飞行过程中表现出显著的几何非线性和气动非线性,进而导致机翼的气动弹性非线性.大展弦比复合材料机翼的设计分析方法与传统机翼有很大不同.为研究大展弦比复合材料机翼的进展,并预测其未来可能的发展方向,对现有大展弦比复合材料机翼设计、分析、试验方法进行分析总结.首先,对大展弦比复合材料机翼结构设计方法、结构分析方法进行了介绍;然后,介绍了两类用于大展弦比机翼的气动力分析方法:基于片条理论和二元非定常气动力相结合的气动力分析方法以及考虑展向流动效应的三维气动力分析方法,重点总结了复合材料大展弦比机翼静气动弹性、动气动弹性分析方法以及主动控制技术在大展弦比机翼中的应用,并分析了大展弦比复合材料机翼气动弹性剪裁最新进展;最后,综述了大展弦比复合材料机翼试验研究进展.基于文献分析可知,现有大展弦比复合材料机翼的结构模型多采用等效梁板模型,气动模型多采用片条理论与考虑动失速的二元非定常气动力相结合的模型.气动降阶模型与结构模型相耦合进行相关研究,以及大展弦比复合材料机翼的飞行试验,均是大展弦比复合材料机翼未来可能的研究发展方向.     

C/SiC-ZrC四棱锥点阵结构复合材料的压缩性能

C/SiC四棱锥点阵结构复合材料具有轻质、高强承力及隔热等特点,可以应用于高超声速飞行器的热防护系统中,但在高温环境中其力学性能明显下降。为提高C/SiC四棱锥点阵结构复合材料在高温环境下的力学性能,在C/SiC四棱锥点阵结构复合材料基体中引入高熔点的ZrC材料,采用先驱体浸渍裂解法（precusor infiltration pyrolysis,PIP）制备了C/SiC-ZrC四棱锥点阵结构复合材料,分别在室温、1 200℃和1 600℃进行高温处理;冷却后室温条件下对C/SiC-ZrC四棱锥点阵结构复合材料进行压缩力学性能的测试,获得材料对应的弹性模量和压缩强度;采用扫描电子显微镜（scanning electral microscope,SEM）和X射线衍射仪（Xray diffractometer,XRD）观察了高温处理后C/SiC-ZrC四棱锥点阵结构复合材料的表面特征;研究热处理前后材料的物相和组分的变化;分析高温处理后C/SiC-ZrC四棱锥点阵结构复合材料力学性能提高的原因,同时与C/SiC四棱锥点阵结构复合材料力学性能进行比较。结果表明,高温热处理后C/SiC-ZrC...     

浅析飞机复合材料结构修理技术

复合材料具有质量轻、高比强度、比模量、良好的抗疲劳损伤等优良特性,使其能有效的提高飞机及其装备的使用效率和寿命,同时在隐身、智能、结构等方面具有巨大潜力.由于复合材料已经成为现代飞机结构的重要组成部分,并且其损伤机理与金属损伤存在差异,对复合材料结构修理技术研究具有重要的现实意义.文章主要基于飞机复合材料结构修理基础之上进行研究,促进飞机复合材料的可持续发展.     

玄武岩/玻纤/丙纶复合材料的研制及其结构和性能

以玄武岩纤维、玻璃纤维为增强纤维,丙纶为基体纤维,通过线形设计、预制件结构设计、直接热压成型工艺研制出一种玄武岩/玻纤/丙纶结构复合材料。观察并分析其结构可知:成型过程中,基体丙纶熔融后浸入组织内部包覆增强纤维,增强纤维则保证织物组织在复合材料中完整无缺,尤其纬纱满足复合材料在厚度上的要求。对制得的复合材料进行拉伸性能测试,结果显示:三维正交组织结构与三维角联锁组织结构复合材料相比,前者的弹性模量和抗拉强度均小于后者,拉伸应变大于后者。